特許 6837296 画像検査装置、及び、プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6837296

(24)【登録日】2021年2月12日

(45)【発行日】2021年3月3日

(54)【発明の名称】画像検査装置、及び、プログラム

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20210222BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20210222BHJP

【ＦＩ】

   G01N21/88 J

   G06T1/00 300

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-122153(P2016-122153)

(22)【出願日】2016年6月20日

(65)【公開番号】特開2017-227473(P2017-227473A)

(43)【公開日】2017年12月28日

【審査請求日】2019年3月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000108627

【氏名又は名称】タカノ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100134599

【弁理士】

【氏名又は名称】杉本 和之

(74)【代理人】

【識別番号】100165489

【弁理士】

【氏名又は名称】榊原 靖

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(72)【発明者】

【氏名】本多 正彦

(72)【発明者】

【氏名】井澤 忠仁

【審査官】 越柴 洋哉

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−３２３４５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１３４４７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−３０１６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１５５５７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−１８９４６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 登録実用新案第３１９７７６６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１４−１１５１０７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ ２１／８４−２１／９５８

Ｇ０１Ｂ １１／００−１１／３０

Ｇ０６Ｔ １／００− ７／６０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検査対象の欠陥の有無を、当該検査対象を画像化した検査対象画像を用いて検査する画像検査装置であって、
前記検査対象が写った複数の撮影画像であって、前記検査対象の表面に映った明暗パターンの状態が異なる複数の撮影画像を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記複数の撮影画像における同じ位置の各画素の輝度のうち最小の輝度と最大の輝度との差を各画素の輝度とした前記検査対象画像を生成する検査対象画像生成手段と、
前記検査対象画像を構成する複数の画素の輝度を第１画素群毎にその第１画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第１比較画像を生成する第１生成手段と、
前記検査対象画像を構成する前記複数の画素の輝度を前記第１画素群よりも画素数の小さい第２画素群毎にその第２画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第２比較画像を生成する第２生成手段と、
前記第１比較画像の各画素のうちから画像検査の処理対象外の画素群を特定し、特定した当該画素群を前記第１比較画像及び前記第２比較画像から除外し、前記画素群が除外された前記第１比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、前記画素群が除外された前記第２比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較し、両輝度の関係が所定基準を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する欠陥検出手段と、
を備える画像検査装置。

【請求項2】

前記欠陥検出手段は、前記画素群が除外された前記第１比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、前記画素群が除外された前記第２比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、の比を同じ位置の画素同士で取り、当該比が一定基準を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する、
請求項１に記載の画像検査装置。

【請求項3】

前記第１生成手段は、前記検査対象画像を構成する前記複数の画素の輝度を前記第１画素群毎に平均化する、
請求項１又は２に記載の画像検査装置。

【請求項4】

前記第２生成手段は、前記検査対象画像を構成する前記複数の画素の輝度を前記第２画素群毎に平均化する、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像検査装置。

【請求項5】

前記欠陥検出手段は、前記第１比較画像の各画素のうち、輝度が一定値未満の画素群を前記画像検査の処理対象外の画素群として特定し、特定した当該画素群を前記第１比較画像及び前記第２比較画像から除外し、前記画素群が除外された前記第１比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、前記画素群が除外された前記第２比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像検査装置。

【請求項6】

検査対象の欠陥の有無を、当該検査対象を画像化した検査対象画像を用いて検査するコンピュータに、
前記検査対象が写った複数の撮影画像であって、前記検査対象の表面に映った明暗パターンの状態が異なる複数の撮影画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記複数の撮影画像における同じ位置の各画素の輝度のうち最小の輝度と最大の輝度との差を各画素の輝度とした前記検査対象画像を生成する検査対象画像生成ステップと、
前記検査対象画像を構成する複数の画素の輝度を第１画素群毎にその第１画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第１比較画像を生成する第１生成ステップと、
前記検査対象画像を構成する前記複数の画素の輝度を前記第１画素群よりも画素数の小さい第２画素群毎にその第２画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第２比較画像を生成する第２生成ステップと、
前記第１比較画像の各画素のうちから画像検査の処理対象外の画素群を特定し、特定した当該画素群を前記第１比較画像及び前記第２比較画像から除外し、前記画素群が除外された前記第１比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、前記画素群が除外された前記第２比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較し、両輝度の関係が所定基準を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する欠陥検出ステップと、
を実行させるプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像検査装置、及び、プログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、特許文献１には、明部と暗部とが交互に現れる明暗パターンを、被検査体の表面に照射する画像検査装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】登録実用新案第３１９７７６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１の画像検査装置では、検査対象に起伏などがある場合、明部又は暗部により照明された１つの領域内でも明暗が生じてしまい、欠陥を精度良く検出できない不都合がある。

【0005】

本発明は、欠陥を精度良く検出できる画像検査装置、及び、プログラムを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の観点に係る画像検査装置は、
検査対象の欠陥の有無を、当該検査対象を画像化した検査対象画像を用いて検査する画像検査装置であって、
前記検査対象が写った複数の撮影画像であって、前記検査対象の表面に映った明暗パターンの状態が異なる複数の撮影画像を取得する取得手段と、
前記取得手段が取得した前記複数の撮影画像における同じ位置の各画素の輝度のうち最小の輝度と最大の輝度との差を各画素の輝度とした前記検査対象画像を生成する検査対象画像生成手段と、
前記検査対象画像を構成する複数の画素の輝度を第１画素群毎にその第１画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第１比較画像を生成する第１生成手段と、
前記検査対象画像を構成する前記複数の画素の輝度を前記第１画素群よりも画素数の小さい第２画素群毎にその第２画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第２比較画像を生成する第２生成手段と、
前記第１比較画像の各画素のうちから画像検査の処理対象外の画素群を特定し、特定した当該画素群を前記第１比較画像及び前記第２比較画像から除外し、前記画素群が除外された前記第１比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、前記画素群が除外された前記第２比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較し、両輝度の関係が所定基準を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する欠陥検出手段と、
を備える。

【0007】

本発明の第２の観点に係るプログラムは、
検査対象の欠陥の有無を、当該検査対象を画像化した検査対象画像を用いて検査するコンピュータに、
前記検査対象が写った複数の撮影画像であって、前記検査対象の表面に映った明暗パターンの状態が異なる複数の撮影画像を取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得した前記複数の撮影画像における同じ位置の各画素の輝度のうち最小の輝度と最大の輝度との差を各画素の輝度とした前記検査対象画像を生成する検査対象画像生成ステップと、
前記検査対象画像を構成する複数の画素の輝度を第１画素群毎にその第１画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第１比較画像を生成する第１生成ステップと、
前記検査対象画像を構成する前記複数の画素の輝度を前記第１画素群よりも画素数の小さい第２画素群毎にその第２画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第２比較画像を生成する第２生成ステップと、
前記第１比較画像の各画素のうちから画像検査の処理対象外の画素群を特定し、特定した当該画素群を前記第１比較画像及び前記第２比較画像から除外し、前記画素群が除外された前記第１比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、前記画素群が除外された前記第２比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較し、両輝度の関係が所定基準を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する欠陥検出ステップと、
を実行させる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、欠陥を精度良く検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像検査装置の構成を示すブロック図である。

【図2】（Ａ）は、明暗パターン画像を表示したディスプレイの正面図である。（Ｂ）は、無地画像を表示したディスプレイの正面図である。

【図3】コンピュータの構成例を示す図である。

【図4】明暗パターン画像の明部及び暗部の移動の様子を示す図である。

【図5】画像検査処理の一例のフローチャートである。

【図6】検査画像を生成するときの様子を説明する図である。

【図7】第２基準画像の各画素の輝度値と第２検査画像の各画素の輝度値との比較を説明する図である。

【図8】他の明暗パターン画像を示す図である。

【図9】ディスプレイに表示される明暗パターン画像と、撮像画像における検査対象に映った明暗パターンとの関係の一例を説明するための概念図である。

【図10】ディスプレイに表示される明暗パターン画像と、撮像画像における検査対象に映った明暗パターンとの関係の一例を説明するための概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

（画像検査装置１００の構成）
まず、本発明の一実施形態に係る画像検査装置１００の構成を、図１等を参照して説明する。画像検査装置１００は、所定の台ＳＴに置かれた検査対象Ｋの外観を検査し、欠陥を検出する装置である。画像検査装置１００は、ディスプレイ１１０と、カメラ１２０と、コンピュータ１３０と、を備える。検査対象Ｋは、樹脂製の包装用フィルム、車のボディ、又は、車のバンパなどである。欠陥は、キズ、ゴミ、塗装剥げなどである。

【0013】

ディスプレイ１１０は、自発光型であり、画像を表示することで、当該画像を表す表示光Ｌ１を検査対象Ｋに照射する。このようにして、検査対象Ｋは、ディスプレイ１１０により照明される。ディスプレイ１１０は、拡散板により光を面状に出射する液晶ディスプレイ、光を面状に出射するＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどが好ましい。表示光Ｌ１は、検査対象Ｋにより反射される。以下、検査対象Ｋにより反射された表示光Ｌ１を、反射光Ｌ２という。ディスプレイ１１０は、一般的なディスプレイと同様、横方向（Ｘ軸（図２参照）が延びる方向）に長尺な画面を有する。図１のＹ軸方向は、ディスプレイの縦方向である。

【0014】

ディスプレイ１１０は、検査対象Ｋを照明するときに表示する画像として、明暗パターン画像１１（図２（Ａ））、又は、無地画像１５（図２（Ｂ））を表示する。

【0015】

明暗パターン画像１１は、縦方向に交互に並んだ複数の明部１１Ａと複数の暗部１１Ｂとからなる。複数の明部１１Ａと複数の暗部１１Ｂとは、明暗が繰り返し（周期的に）現れた明暗パターンを構成している。各明部１１Ａは、横方向（Ｘ軸方向）に長尺な長方形状の明るい領域であり、例えば白色の領域である。各暗部１１Ｂは、横方向（Ｘ軸方向）に長尺な長方形状の暗い領域である。各暗部１１Ｂは、明部１１Ａよりも暗く（輝度値が低く）、例えば、黒色の領域（表示光を出射しない領域）である。明暗パターン画像１１による照明時、検査対象Ｋには、当該明暗パターン画像１１が示す明暗パターンが映る。

【0016】

無地画像１５は、輝度が一様な、例えば白色の画像である。従って、無地画像１５による照明時、検査対象Ｋは、全体的に明るく照明される。

【0017】

カメラ１２０は、例えば、ＣＣＤ（charge coupled device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）を用いたデジタルカメラである。カメラ１２０は、反射光Ｌ２を受光することで、ディスプレイ１１０により照明された検査対象Ｋを撮影する。

【0018】

コンピュータ１３０は、図３に示すように、ハードディスク１３１と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１３２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１３３と、入出力装置１３４と、Ｉ／Ｏ（Input Output）１３５と、を備える。

【0019】

ハードディスク１３１は、後述の画像検査処理で用いられるプログラム、データを記憶している。ハードディスク１３１を、フラッシュメモリなどの他の補助記憶装置に代えてもよい。

【0020】

ＣＰＵ１３２は、ハードディスク１３１に記憶されたプログラムをＲＡＭ１３３に読み出して実行することで、後述の画像検査処理を実行する。ＣＰＵ１３２は、後述の画像検査処理を実行するときに、ハードディスク１３１に記憶されたデータ（例えば、明暗パターン画像１１の画像データ、及び、無地画像１５の画像データなど）を使用する。なお、コンピュータ１３０は、ＣＰＵ１３２に代えて又は加えて、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備えてもよい。この場合、ＧＰＵ又はＤＳＰなどが画像検査処理の少なくとも一部を実行してもよい。画像検査処理は、例えば、一以上のプロセッサがプログラムを実行することにより行われればよい。画像検査処理の少なくとも一部は、論理回路などプログラムによらない処理回路などによって行われても良い（この場合、コンピュータ１３０が当該処理回路を備えるものとする）。

【0021】

ＲＡＭ１３３には、ハードディスク１３１に記憶されたプログラム及びデータが読み出される。ＲＡＭ１３３は、ＣＰＵ１３２のメインメモリである。また、ＲＡＭ１３３には、画像検査処理の実行中に生成されたデータ（後述の画像データ等）が保持される。ＲＡＭは、ＶＲＡＭ（Video RAM）などを含んでもよい。ＲＡＭ１３３は、フラッシュメモリなどであってもよい。

【0022】

入出力装置１３４は、ディスプレイなどの表示装置、音声出力装置、キーボード、マウスなどを含んで構成される。表示装置は、ＣＰＵ１３２の制御のもとで所定の画像を表示する。音声出力装置は、ＣＰＵ１３２の制御のもとで音声を出力する。キーボード、マウスは、操作されたときに操作内容に応じた信号をＣＰＵ１３２に供給する。ＣＰＵ１３２は、供給された信号に応じた処理を行う。

【0023】

Ｉ／Ｏ１３５には、ディスプレイ１１０及びカメラ１２０が接続される。ＣＰＵ１３２は、映像信号をＩ／Ｏ１３５を介してディスプレイ１１０に供給する。ディスプレイ１１０は、供給された映像信号に基づいて画像を表示する。このように、ＣＰＵ１３２は、映像信号の供給により、ディスプレイ１１０を制御する。また、ＣＰＵ１３２は、撮影を指示する制御信号をカメラ１２０にディスプレイ１１０に供給する。カメラ１２０は、当該制御信号が供給されると、撮影動作を行い、ディスプレイ１１０により照明された検査対象Ｋを撮影する。カメラ１２０は、当該撮影により得られた撮影画像を示す画像データをコンピュータ１３０に供給する。コンピュータ１３０に供給される画像データは、Ｉ／Ｏ１３５に入力され、ＲＡＭ１３３に保持される。

【0024】

（画像検査処理）
次に、ＣＰＵ１３２が実行する画像検査処理を、図５を参照して説明する。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０９は、明暗パターン画像１１（図２（Ａ））を用いた欠陥検出である。当該欠陥検出は、検査対象Ｋに付けられたキズ等の欠陥の検出に好適である。ステップＳ１１１〜Ｓ１１８は、無地画像１５（図２（Ｂ））を用いた欠陥検出である。当該欠陥検出は、検査対象Ｋに付着したゴミ、検査対象Ｋの塗装剥がれ等の欠陥の検出に好適である。

【0025】

ＣＰＵ１３２は、まず、明暗パターン画像１１を用いた照明による第１撮影処理を実行する（ステップＳ１０１）。

【0026】

第１撮影処理において、ＣＰＵ１３２は、ハードディスク１３１に記憶された画像データに基づいてディスプレイ１１０を制御し、明暗パターン画像１１をディスプレイ１１０に表示させるとともに、明暗パターン画像１１の明部１１Ａ及び暗部１１Ｂ（明暗パターン画像１１が示す明暗パターン）を移動させる。ＣＰＵ１３２は、明部１１Ａ及び暗部１１Ｂを、これらが並んだ方向（ここでは、縦方向）に一周期分移動させる。例えば、ＣＰＵ１３２は、図４（Ａ）の状態から、明部１１Ａ及び暗部１１Ｂを下方にスライドさせる。これにより、最下位置の明部１１Ａ又は暗部１１Ｂが徐々に下方に消えていき、その分、新たな明部１１Ａ又は暗部１１Ｂが上から徐々に現れる（図４（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）→（Ｄ）→（Ｅ）参照）。そして、図４（Ｅ）のように明部１１Ａと暗部１１Ｂとが図４（Ａ）の状態と同じ状態となったときに、明部１１Ａ及び暗部１１Ｂの移動は終了する。このように、明部１１Ａ及び暗部１１Ｂ（明暗パターン）を「一周期分移動させる」とは、ある状態の明部１１Ａ及び暗部１１Ｂの明暗パターンを初期パターンとし（図４（Ａ））、当該明部１１Ａ及び暗部１１Ｂの移動によって変化する当該明部１１Ａ及び暗部１１Ｂの明暗パターンが初期パターンと同じになるまで（又は、後述のカメラ１２０による撮影が終了するまで）、明部１１Ａ及び暗部１１Ｂ（明暗パターン）を移動させることをいう。

【0027】

さらに、第１撮影処理において、ＣＰＵ１３２は、明暗パターン画像１１の表示中に、カメラ１２０も制御し、カメラ１２０により検査対象Ｋを一定間隔で所定回数撮影する。例えば、図４（Ａ）の初期状態での照明時を１回目の撮影タイミングとし、これ以降、一定間隔で検査対象Ｋを撮影する。例えば、ＲＡＭ１３３に所定期間毎にタイマ値が更新されるタイマを設け、当該タイマ値が予め定められた複数の値のいずれかになるごとにカメラ１２０に撮像を行わせる。このようにして、カメラ１２０は、検査対象Ｋを撮影した複数の撮影画像を得る。なお、当該複数の撮影画像それぞれは、明部１１Ａ及び暗部１１Ｂに対応した明暗パターンが表面に映った検査対象Ｋを撮影した画像であり、各画像で検査対象Ｋに映った各明暗パターンは異なっている。特に、検査対象Ｋの各部分（欠陥部分を含む）は、明部１１Ａと暗部１１Ｂとが通過する。なお、前記複数の撮影画像を撮影画像１〜Ｎ（Ｎは、２以上の自然数）とする。カメラ１２０は、撮影画像１〜Ｎそれぞれを示す画像データ１〜Ｎをコンピュータ１３０に供給する。ＣＰＵ１３２は、画像データ１〜ＮをＲＡＭ１３３に保持する。この実施の形態では、撮影画像１〜Ｎはグレースケールの画像とする。例えば、カメラ１２０が撮影画像としグレースケールの画像を得てもよいし、カメラ１２０はカラー画像を得て、ＣＰＵ１３２が画像処理によりグレースケールの画像に変換してもよい。撮像画像１〜Ｎは、カメラ１２０が撮影した画像に対してＣＰＵ１３２が所定の画像処理（強調処理等）を施したものであってもよい。

【0028】

ステップＳ１０１のあと、ＣＰＵ１３２は、画像データ１〜Ｎ、つまり、撮影画像１〜Ｎに基づいて差分画像Ｓを生成する（ステップＳ１０２）。具体的には、ＣＰＵ１３２は、撮影画像１〜Ｎそれぞれの同じ座標に位置する各画素の輝度値（例えば、２５６階調に対応した０〜２５５いずれかの値を取る）を比較し、各座標に位置する画素それぞれについて最大輝度値（例えば明部１１Ａにより照明されたときの輝度値）と最小輝度値（例えば暗部１１Ｂにより照明されたときの輝度値）とを特定する。そして、ＣＰＵ１３２は、各座標に位置する画素それぞれについて最大輝度値を集めた最大輝度値画像を生成するとともに、各座標に位置する画素それぞれについて最小輝度値を集めた最小輝度値画像を生成する。そして、ＣＰＵ１３２は、最大輝度値画像と最小輝度値画像との差分を取り、差分画像Ｓを生成する。

【0029】

例えば、ｉ番目の画像の座標（ｘ，ｙ）の画素の輝度をＰｘｙ（ｉ）とすると、ＣＰＵ１３２は、最大輝度値画像Ｑｘｙを、Ｑｘｙ＝ｍａｘ（Ｐｘｙ（ｉ））、最小輝度値画像Ｒｘｙを、Ｒｘｙ＝ｍｉｎ（Ｐｘｙ（ｉ））から求める（ｉ＝１，２，３・・・Ｎ）。また、ＣＰＵ１３２は、差分画像Ｓｘｙを、Ｓｘｙ＝ｍａｘ（Ｐｘｙ）−ｍｉｎ（Ｐｘｙ）で求める。例えば、最も左上の画素の輝度値が、撮影画像１で最も高く、撮影画像Ｎで最も低い場合、当該撮影画像１の最も左上の画素の輝度値から当該撮影画像Ｎの最も左上の画素の輝度値を減じた値が、差分画像Ｓの最も左上の画素の輝度値になる。

【0030】

ＣＰＵ１３２は、最大輝度値画像、最小輝度値画像を生成せずに、各画素について最大輝度値−最小輝度値の値を算出し、算出した各値を各画素の輝度値として差分画像Ｓを生成してもよい。

【0031】

ここで、従来の差分画像Ｓの使用法について説明する。一般に、撮影画像にキズ等の欠陥が写っている場合、上記最大輝度値と、上記最小輝度値との差は、欠陥のない正常の部分における明るさの差よりも小さい。つまり、差分画像Ｓにおいて欠陥が写った部分の輝度値は、正常部分の輝度値よりも減少する。差分画像Ｓの各輝度値は、最大輝度値と最小輝度値との差であるためである。従来は、このようなことを利用し、差分画像Ｓにおいて閾値以上である輝度値の画素を「１」（白）、閾値未満である輝度値の画素を「０」（黒）とした２値化画像を生成し、「０」の画素領域を欠陥として検出していた。しかしながら、検査対象Ｋに起伏があると、検査対象Ｋがディスプレイ１１０により一様に照明されない場合がある。具体的には、検査対象Ｋにおける、明部１１Ａ（又は暗部１１Ｂ）によって照明された領域に明領域と暗領域（明領域よりも暗い領域）とが生じてしまう場合がある。このような場合、差分画像における前記暗領域に対応する部分は、前記明領域に対応する部分に比べ、その輝度値（最大輝度値と最小輝度値との差）が全体的に低くなる（正常部分であっても低くなる）。このため、従来の方法では、このような暗領域全体が欠陥として誤検出されていた。この実施の形態では、このような不都合を解消すべく、差分画像Ｓに基づいて以下の処理を行う。

【0032】

ＣＰＵ１３２は、差分画像Ｓの各画素の輝度値を一定範囲毎に均一化し、第１基準画像を生成する（ステップＳ１０３）。例えば、ＣＰＵ１３２は、差分画像Ｓの各画素を、１６×１６の画素からなる画素群に分け、各画素群内の画素それぞれの輝度をその画素群の各画素の輝度値に基づいて均一化する。例えば、ＣＰＵ１３２は、１６×１６の画素の各輝度値の、中央値、平均値等を当該１６×１６の画素それぞれの輝度値とすることで均一化を行う（図６参照）。このようにして得られた画像が第１基準画像である。なお、中央値又は平均値による均一化は、平均化ともいう。

【0033】

また、ステップＳ１０３と同様の均一化を、第１基準画像よりも狭い範囲（例えば、４×４の画素の画素群）で行って第１検査画像を生成する（ステップＳ１０４）。均一化で採用する値（中央値、平均値等）は、第１基準画像と第１検査画像とで同じであってもよいし、異なってもよい。

【0034】

その後、ＣＰＵ１３２は、第１基準画像における暗い領域を画像検査の処理対象外の領域として特定する（ステップＳ１０５）。例えば、ＣＰＵ１３２は、第１基準画像を構成する各画素のうち、所定の輝度値以下の画素が所定の数以上集まった領域を特定する。このような領域の、明部１１Ａにより照明されたときの明るさと照明１１Ｂにより照明されたときの明るさとの差は小さい。従って、当該領域は、元々暗い、検査対象Ｋ以外の領域（例えば、台ＳＴ）が写った領域である可能性が高い。このため、当該領域を画像検査の処理対象外の領域として扱う。当該領域は、ラベリング処理等により特定される。

【0035】

その後、ＣＰＵ１３２は、当該処理対象外の領域を第１基準画像及び第１検査画像それぞれの画像から排除する（ステップＳ１０６）。例えば、ＣＰＵ１３２は、処理対象外の領域を第１基準画像及び第１検査画像から削除する。又は、ＣＰＵ１３２は、処理対象外の領域の画素の情報をＲＡＭ１３３に保持しておき、後述のステップＳ１０７において、当該保持している情報により特定される画素を処理の対象外とする。なお、ステップＳ１０６において処理対象外の領域が排除された画像を、第２基準画像及び第２検査画像と呼ぶ。第１検査画像に基づいて処理対象外の領域を排除してもよい。

【0036】

その後、ＣＰＵ１３２は、第２基準画像及び第２検査画像それぞれの同じ座標の画素の輝度値同士を比較し、比較結果に応じた２値化画像を生成する（ステップＳ１０７）。例えば、ＣＰＵ１３２は、図７に示すように、ＸＹ座標が（５０，１００）の画素の輝度値同士を比較し、比較結果に応じて（５０，１００）の画素を「０」（黒）又は「１」（白）とする。ＣＰＵ１３２は、このような処理を全画素について行い、２値化画像を生成する。

【0037】

ここで、第２基準画像は、差分画像Ｓの１６×１６の画素の輝度値（つまり、広い範囲の輝度値）を均一化したものであり（ステップＳ１０３）、欠陥が写った部分の輝度値の影響を少なくした画像である。第２基準画像は、差分画像Ｓにおける、１６×１６の画素（均一化する画素群）を単位とした、輝度（撮影画像１〜Ｎにおける最大輝度値−最小輝度値）の分布を示す基準となる画像とも言える。一方、第２検査画像は、差分画像Ｓの４×４の画素（つまり、狭い範囲（第２基準画像よりも狭い範囲））の輝度値を均一化したものであり（ステップＳ１０４）、欠陥が写った部分の輝度値の影響を受けている画像である。そして、第２基準画像及び第２検査画像それぞれの輝度値の比較により、差分画像Ｓにおける、ある画素の輝度値（撮影画像１〜Ｎにおける最大輝度値−最小輝度値）と、当該ある画素の周囲の複数の画素（厳密には、当該ある画素を含む上記１６×１６の画素）の輝度値（撮影画像１〜Ｎにおける最大輝度値−最小輝度値）の程度とが、どのような関係にあるかを局所的に把握できる。ある画素の輝度値が周囲の輝度値の程度よりも低い場合、当該ある画素は欠陥が写った部分の画素であると考えられる。このため、ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１３２は、第２基準画像及び第２検査画像それぞれの同じ座標の画素の輝度値同士を比較し、第２検査画像の輝度値が第２基準画像の輝度値よりも、予め定められた基準以上に低い部分の画素を「０」（黒）とし、それ以外の部分の画素を「１」（白）とする。前記の基準は、欠陥を精度良く検出できるように、例えば、実験等により予め導き出しておく。このように、この実施の形態では、差分画像Ｓにおいて局所的に輝度減少がある部分（欠陥と思われる部分）を捉えることができる。従って、検査対象Ｋに上記暗領域（照明されても比較的暗い領域）が発生してしまう場合であっても、暗領域全体でなく、当該欠陥が写った部分を精度良く２値化画像における黒の領域とすることができる。つまり、後の処理において、精度良く欠陥を検出できる。

【0038】

例えば、ＣＰＵ１３２は、ステップＳ１０７において、第２基準画像及び第２検査画像それぞれの同じ座標の画素の輝度値の比（第２基準画像の画素の輝度値を分母とする。）を取り、当該比が所定値以上であれば、その座標の画素の画素値を「１」（白の画素）とし、それ以外の画素（前記比が所定値未満の画素）の画素値を「０」（黒の画素）とした２値化画像を生成する。前記の所定値は、欠陥を精度良く検出できるように、例えば、実験等により予め導き出しておく。

【0039】

その後、ＣＰＵ１３２は、２値化画像に基づいて、欠陥の有無を判定し（ステップＳ１０８）、判定結果をＲＡＭ１３３に記録する（ステップＳ１０９）。例えば、２値化画像の黒の画素についてラベリングを行い、ラベリングにより特定された黒の画素の集まりであって画素数が所定数以上の画素の集まりを欠陥として判定する。この判定により欠陥が検出された場合、当該画素の集まりを含む所定範囲の画像を２値化画像又は差分画像Ｓから切り取り、切り取った画像（以下、欠陥有り画像という）と欠陥有りの情報とを判定結果としてＲＡＭ１３３の所定領域に格納する。なお、欠陥が検出されなかったときには、その旨（欠陥無し）を判定結果としてＲＡＭ１３３の処理領域に格納する。

【0040】

次に、ＣＰＵ１３２は、無地画像１５を用いた照明による第２撮影処理を実行する（ステップＳ１１１）。第２撮影処理において、ＣＰＵ１３２は、ハードディスク１３１に記憶された画像データに基づいてディスプレイ１１０を制御し、無地画像１５をディスプレイ１１０に表示させるとともに、カメラ１２０も制御し、カメラ１２０により検査対象Ｋを撮影する。撮影回数は１回でよい。当該撮影で得られた撮影画像Ｘとする。カメラ１２０は、撮影画像Ｘを示す画像データＸをコンピュータ１３０に供給する。ＣＰＵ１３２は、画像データＸをＲＡＭ１３３に保持する。ＲＡＭ１３３に保持する撮影画像Ｘも上記と同様、グレースケールの画像とする。撮像画像Ｘは、カメラ１２０が撮影した画像に対してＣＰＵ１３２が所定の画像処理（強調処理等）を施したものであってもよい。

【0041】

その後、ＣＰＵ１３２は、撮影画像Ｘの各画素の輝度値を一定範囲毎に均一化し、第３基準画像を生成する（ステップＳ１１２）。また、ステップＳ１１２と同様の均一化を、第３基準画像よりも狭い範囲で行って第３検査画像を生成する（ステップＳ１１３）。ステップＳ１１２及びＳ１１３は、ステップＳ１０３及びＳ１０４と同様の処理（差分画像Ｓが撮像画像Ｘに変更される）である。均一化の範囲、及び、均一化で採用する値（中央値、平均値等）との少なくとも一方は、ステップＳ１０３とステップＳ１０４とで異なってもよい。

【0042】

その後、ＣＰＵ１３２は、第３基準画像における暗い領域を画像検査の処理対象外の領域として特定し（ステップＳ１１４）、特定した処理対象外の領域を第３基準画像及び第３検査画像それぞれの画像から排除する（ステップＳ１１５）。ここで、排除後の画像を第４基準画像及び第４検査画像とする。そして、ＣＰＵ１３２は、第４基準画像及び第４検査画像それぞれの同じ座標の画素の輝度値を比較し、比較結果に応じた２値化画像を生成し（ステップＳ１１６）、欠陥候補の有無を判定し（ステップＳ１１７）、判定結果を記録する（ステップＳ１１８）。ステップＳ１１４〜Ｓ１１８は、ステップＳ１０５〜Ｓ１０９の処理を同様である。特にステップＳ１１８では、欠陥が検出された場合、欠陥として検出された画素の集まりを含む所定範囲の画像を２値化画像又は撮影画像Ｘから切り取り、切り取った画像（以下、欠陥有り画像という）と欠陥有りの情報とを判定結果としてＲＡＭ１３３の所定領域に格納する。なお、欠陥が検出されなかったときには、その旨（欠陥無し）を判定結果としてＲＡＭ１３３の処理領域に格納する。ステップＳ１１４〜Ｓ１１８により、上記と同様、検査対象Ｋに上記暗領域（明部１１Ａにより照明されても比較的暗い領域）が発生してしまう場合であっても、暗領域全体でなく、当該欠陥に対応する部分を精度良く２値化画像における黒の領域とすることができ、欠陥を精度良く検出できる。

【0043】

その後、ＣＰＵ１３２は、ＲＡＭ１３３の前記所定領域に格納された判定結果を参照する（ステップＳ１２０）。参照した判定結果に欠陥有りの情報が含まれる場合（ステップＳ１２０；Ｙｅｓ）、ＣＰＵ１３２は、判定結果としてＲＡＭ１３３に格納された欠陥有り画像を欠陥候補として入出力装置１３４の表示装置に表示させたり、欠陥有りの旨の音声を入出力装置１３４の音声出力装置から出力させたりする、欠陥有りの報知を実行する（ステップＳ１２１）。参照した判定結果に欠陥無しの情報が含まれる場合（ステップＳ１２０；Ｎｏ）、又は、ステップＳ１２１のあとは、ＣＰＵ１３２は、画像検査処理を終了する。なお、ステップＳ１２０；Ｎｏのときは、ＣＰＵ１３２は、欠陥無しの情報を入出力装置１３４から出力してもよい。

【0044】

（本実施の形態の効果の説明）
この実施の形態では、第２基準画像の各画素の輝度値と第２検査画像の各画素の輝度値とを比較することにより（ステップＳ１０７）、差分画像Ｓにおける、ある部分の輝度値（撮影画像１〜Ｎにおける最大輝度値−最初輝度値）と、その周囲の部分の輝度値の程度（平均的な輝度値など）とを、局所的に比較するので、欠陥があったときの輝度値の減少を、前記ある部分が検査対象Ｋにおける前記暗領域（照明されても比較的暗い領域）内に位置しているか否かにかかわらず、適切に捉えることができる。特に、上述のように、第２基準画像の各画素の輝度値と第２検査画像の各画素の輝度値との比を取ることで、当該輝度値の減少を適切に捉えることができる。このため、本実施の形態は、前記従来の方法よりも、欠陥に対応する部分を、精度良く、２値化画像における黒の画像と変換することができ、検査対象Ｋに前記暗領域が生じたとしても、欠陥の検出の精度が良い。

【0045】

また、この実施の形態では、撮像画像Ｘについても、第４基準画像の各画素の輝度値と第４検査画像の各画素の輝度値とを比較し、比較結果に応じた２値化画像を生成するので、無地画像１５により照明された検査対象Ｋに明るさの異なる部分が発生しても、上記と同様に、欠陥を精度良く検出できる。

【0046】

また、この実施の形態では、明暗パターン画像１１を用いた欠陥検出（ステップＳ１０１〜Ｓ１０９）と、無地画像１５を用いた欠陥検出（ステップＳ１１１〜Ｓ１１８）と、を行う。明暗パターン画像１１を用いた欠陥検出は、その反射率が欠陥でない部分に比べて比較的大きく異なる欠陥（例えば、キズなど）等の検出に向いている。一方で、無地画像１５を用いた欠陥検出（一様な明るさの面照明による欠陥検出）は、その反射率が欠陥でない部分に比べて異ならない欠陥（例えば、ホコリ等のゴミの付着、塗装剥がれなど）等の検出に向いている。従って、上記２つの欠陥検出を行うことで、多くの欠陥を精度良く検出できる。特に、この実施の形態では、上記２つの欠陥検出をディスプレイ１１０への画像表示により実現しているので、簡素な構成で上記２つの欠陥検出を行うことができる。

【0047】

さらに、この実施の形態では、各基準画像及び各検査画像から、処理対象外の領域を排除している（ステップＳ１０６、Ｓ１１５）。従って、その後の欠陥検出のための処理（ステップＳ１０７、Ｓ１１６）の負担を軽減している。また、処理対象外の領域の一部又は全部を欠陥と誤検出することも防止できる。

【0048】

（明暗パターンの他の例）
第１撮影処理で使用される明暗パターン画像は、上記明暗パターン画像１１でなくてもよい。以下、明暗パターン画像のバリエーションについて説明する。なお、明部と暗部の説明等、上記実施の形態の説明と重複する説明は適宜省略する。

【0049】

（明暗パターン画像２０）
図８の明暗パターン画像２０は、第１パターン画像２１と、第２パターン画像２２とを有する。第１パターン画像２１は、一点鎖線よりも左側の領域Ｒ１に表示される。第２パターン画像２２は、一点鎖線よりも右側の領域Ｒ２に表示される。第１パターン画像２１と、第２パターン画像２２とは、ディスプレイ１１０の同じ画面上の異なる領域に同時に表示される。

【0050】

第１パターン画像２１は、横方向（Ｘ軸方向）に交互に並んだ複数の明部２１Ａと複数の暗部２１Ｂとからなる。複数の明部２１Ａと複数の暗部２１Ｂとは、明暗が繰り返し（周期的に）現れた明暗パターンを構成している。各明部２１Ａ及び各暗部２１Ｂは、Ｙ軸方向を長尺方向とする帯形状（長方形）である。第１パターン画像２１の明部２１Ａ及び暗部２１Ｂ（明暗パターン）は、図８（Ａ）〜（Ｅ）に示すように、右方向（Ｘ軸の正方向）に徐々に移動（スライド）する。この移動に伴って、領域Ｒ１の左辺から新たな明部２１Ａ又は暗部２１Ｂが徐々に現れ、領域Ｒ１にすでに表示されている最も右側に位置する明部２１Ａ又は暗部２１Ｂが領域Ｒ１の右辺（一点鎖線）を限界として徐々に消えていく。

【0051】

第２パターン画像２２は、横方向（Ｘ軸方向）に交互に並んだ複数の明部２２Ａと複数の暗部２２Ｂとからなる。複数の明部２２Ａと複数の暗部２２Ｂとは、明暗が繰り返し（周期的に）現れた明暗パターンを構成している。各明部２２Ａ及び各暗部２２Ｂは、Ｙ軸方向を長尺方向とする帯形状（長方形）である。明部２２Ａは、明部２１Ａよりも幅（Ｘ軸方向の長さ）が狭い。暗部２２Ｂも暗部２１Ｂよりも幅が狭い。このように、第２パターン画像２２は、第１パターン画像２１とは異なるパターンとなっており、特に、第２パターン画像２２の方が明暗の繰り返しの周期が小さいパターンの画像となっている。第２パターン画像２２の明部２２Ａ及び暗部２２Ｂ（明暗パターン）は、第１パターン画像２１の明暗パターンと同様に、右方向（Ｘ軸の正方向）に徐々に移動（スライド）する（図８（Ａ）〜（Ｅ）参照）。この移動に伴って、領域Ｒ２の左辺（一点鎖線）から新たな明部２２Ａ又は暗部２２Ｂが徐々に現れ、領域Ｒ２にすでに表示されている最も右側に位置する明部２２Ａ又は暗部２２Ｂが領域Ｒ２の右辺を限界として徐々に消えていく。

【0052】

ＣＰＵ１３２は、ディスプレイ１１０を制御し、第１パターン画像２１の明部２１Ａ及び暗部２１Ｂ（明暗パターン）を一周期分移動させるとともに、第２パターン画像２２の明部２２Ａ及び暗部２２Ｂ（明暗パターン）を一周期分移動させる（図８（Ａ）〜（Ｅ）参照）。コンピュータ１３０は、２つの明暗パターンそれぞれの一周期分の移動を同時に開始させ、同時に終了させる速度で、両パターンを移動させる。従って、第１パターン画像２１の明部２１Ａ及び暗部２１Ｂの移動速度の方が、第２パターン画像２２の明部２２Ａ及び暗部２２Ｂの移動速度よりも早い。

【0053】

一般に明暗パターンは、その明部の幅及び暗部の幅が狭い（明暗の繰り返しの周期が小さい）と、小さな面積の欠陥を検出するのに好適となる（逆に大きな面積の欠陥は検出し難くなる）。逆に、その明部の幅及び暗部の幅が広い（明暗の繰り返しの周期が大きい）と、大きな面積の欠陥を検出するのに好適となる（逆に大きな面積の欠陥は検出し難くなる）。明暗パターン画像２０では、第２パターン画像２２の方が、第１パターン画像２１よりも、その明暗の繰り返しの周期が小さいので、第２パターン画像２２により細かい欠陥を検出し、第１パターン画像２１により大きな欠陥を検出することができる。従って、検査対象Ｋの一部（第１領域）については大きな欠陥を検出し、他の一部（第２領域）については細かい欠陥を検出したいときに、第１パターン画像２１を第１領域に映し、第２パターン画像２２を第２領域に映すことで、好適に欠陥を検出することができる。また、検出したい欠陥が異なる２つの物をまとめて検査対象Ｋとすることもできる。

【0054】

また、第１パターン画像２１と第２パターン画像２２との各明部及び各暗部を同じ速度で移動させることも可能であるが、そのようにすると、第１パターン画像２１の明部２１Ａ及び暗部２１Ｂの一周期分の移動に時間がかかってしまう。第１パターン画像２１の明部２１Ａ及び暗部２１Ｂの移動速度を早くすることで、一周期分の移動期間を短くすることができ、１つの検査対象Ｋに対する画像検査の所要時間を短くすることができる。

【0055】

（明暗パターン画像３０）
次に、明暗パターン画像３０を、図９を参照して説明する。図９の明暗パターンの複数の明部及び複数の暗部は、それぞれ、Ｘ軸が延びる方向を長尺方向とした帯形状（長方形）になっている。明暗パターン画像３０の各明部及び各暗部は、Ｙ軸方向に沿って交互に並んでいる。

【0056】

検査対象Ｋ（図９では、検査対象の表面として描かれている）は、その表面として、水平面と、傾斜面（当該傾斜面の法線方向がディスプレイ１１０の画面の法線方向（光軸方向）に直交する方向に傾斜した面）とを有する。このような検査対象Ｋを照明する際、ディスプレイ１１０に、同じ形状（同じ幅）の明部及び暗部からなる明暗パターン画像３９を表示する場合、カメラ１１０で撮影された検査対象Ｋの画像における明暗パターン（検査対象Ｋに映ったパターン）の明部及び暗部の幅は、傾斜面と水平面とで異なる（図９（Ｂ）参照）。具体的には、傾斜面に映った明部及び暗部の幅が、水平面に映った明部及び暗部の幅よりも広くなる。そうすると、水平面と傾斜面とで、欠陥の検出精度が異なってしまうことがある。

【0057】

一方、明暗パターン画像３０は、第１パターン画像３１（傾斜面を照明するパターン）と、第２パターン画像３２（水平面を照明するパターン）とを有する。第１パターン画像３１の明部及び暗部それぞれの幅は、第２パターン画像３２の明部及び暗部それぞれの幅よりも狭い（明暗の繰り返しの周期が小さい）。このような構成により、検査対象Ｋに図９のような傾斜面があったとしても、カメラで撮影された検査対象Ｋの表面に映った明暗パターンの明部及び暗部それぞれの幅を同じ長さとすることができる（明部と暗部との境界を等間隔にできる）（図９（Ａ）参照）。これにより、欠陥の検出精度を一定に保つことができる。

【0058】

（明暗パターン画像４０）
次に、明暗パターン画像４０を、図１０を参照して説明する。図１０の明暗パターンの複数の明部及び複数の暗部等についての説明は、図９の説明に準じる。

【0059】

検査対象Ｋは、その表面として、水平面と、傾斜面（当該傾斜面の法線方向がディスプレイ１１０の画面の法線方向（光軸方向）に直交する方向から離れる方向に傾斜した面）とを有する。このような検査対象Ｋを照明する際、ディスプレイ１１０に、同じ形状（同じ幅）の明部及び暗部からなる明暗パターン画像４９を表示する場合、カメラ１１０で撮影された検査対象Ｋの画像における明暗パターン（検査対象Ｋに映ったパターン）の明部及び暗部の幅は、傾斜面と水平面とで異なる（図１０（Ｂ）参照）。具体的には、傾斜面に映った明部及び暗部の幅が、水平面に映った明部及び暗部の幅よりも狭くなる。そうすると、水平面と傾斜面とで、欠陥の検出精度が異なってしまうことがある。また、上記各明暗パターンについて、暗部の幅と明部の幅とを異ならせてもよく、このような場合、図１０（Ｂ）の場合には、明暗がつぶれて、明部のみ、又は、暗部のみが傾斜面に映り、欠陥の検出精度が悪くなってしまうこともある。

【0060】

一方、明暗パターン画像４０は、第１パターン画像４１（傾斜面を照明するパターン）と、第２パターン画像４２（水平面を照明するパターン）とを有する。第１パターン画像４１の明部及び暗部それぞれの幅は、第２パターン画像４２の明部及び暗部それぞれの幅よりも広い（明暗の繰り返しの周期が大きい）。このような構成により、検査対象Ｋに図１１のような傾斜面があったとしても、カメラで撮影された検査対象Ｋの表面に映った明暗パターンの明部及び暗部それぞれの幅を同じ長さとすることができる（明部と暗部との境界を等間隔にできる）。欠陥の検出精度を一定に保つことができるなど、上記不都合を解消できる。

【0061】

（明暗パターン画像３０及び明暗パターン画像４０のまとめ）
カメラ１２０により得られる撮影画像内の検査対象Ｋに映った明暗パターンを所望のパターンにしたいときには、例えば、ディスプレイ１１０に、当該所望のパターンとなる明暗パターンの画像を表示して検査対象Ｋを照明し、当該照明された検査対象Ｋをカメラ１２０により撮影する。そして、カメラ１２０による撮影により得られた検査対象Ｋの画像に写った明暗パターンをディスプレイ１１０に表示される明暗パターン画像が示す明暗パターンとするとよい（適宜パターンの形状の調整は行うものとする。）。このようなことは、例えば、ディスプレイ１１０の光軸とカメラ１２０の光軸とが、水平面に対して同じ角度だけ傾斜している場合に有効である。

【0062】

検査対象Ｋが、第１面と第２面とを有し、第２面（図９では傾斜面、図１０では水平面）が、第１面（図９では水平面、図１０では傾斜面）よりも、その法線方向（第１面が凸面のときには頂上の部分の法線方向又は凹面のときには底の法線方向）がディスプレイ１１０の画面の法線方向（光軸方向）に対して垂直に近いとき（両方向が成す角度が９０度に近いとき）、第２面を照明する明暗パターン（第２面に照射される照明光の明暗パターン）の明暗の繰り返しの周期を、第１面を照明する明暗パターン（第１面に照射される照明光の明暗パターン）の明暗の繰り返しの周期よりも小さくするとよい（図９及び図１０を参照）。これにより、撮影画像における検査対象Ｋに映った明暗パターンの明暗の繰り返しの周期を第１面と第２面とで大きく異なってしまうことを防止できる。

【0063】

（変形例）
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、上記実施の形態に対して種々の変形（構成要素の削除を含む。）が可能である。以下、変形例について説明するが、各変形例の少なくとも一部同士を組み合わせてもよい。

【0064】

（変形例１）
上記各検査画像を、差分画像Ｓ、撮像画像Ｘに変更して、画像検査処理を行ってもよい。つまり、ステップＳ１０４を省略し、ステップＳ１０５以降の処理で、第１検査画像の代わりに差分画像Ｓを用いてもよく、ステップＳ１１３を省略し、ステップＳ１１４以降の処理で、第３検査画像の代わりに撮像画像Ｘを用いてもよい。但し、この場合には、例えば少ない数の画素単位で発生するノイズ等の軽減が図れなくなってしまうおそれがある（検査画像を生成することで、ノイズ等を軽減できる）。また、上記各検査画像を生成するとき、ＣＰＵ１３２は、輝度値を均一化した範囲に含まれる複数の画素を１画素（輝度値は、均一化したあとの値を取る）に変換して、各検査画像を生成してもよい。このときには、基準画像についても、検査画像の生成時に均一化した範囲と同じ範囲に含まれる複数の画素を１画素に変換するとよい。これにより、画素を少なくでき、処理の軽減が図れる。

【0065】

（変形例２）
基準画像及び検査画像の生成時（ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１１２、Ｓ１１３）における、輝度値を均一化する画素の範囲（画素数）、均一化に使用する値などは、ユーザが設定するようにしてもよい。例えば、ユーザが入出力装置１３４のキーボード及びマウスを操作して、輝度値を均一化する画素の範囲（画素数）、均一化する方法を指定すると、ＣＰＵ１３２は、それ以降、指定された内容で画像検査処理を実行する。なお、均一化に使用する値とは、例えば、輝度値を均一化するときに置き換える値であり、均一化する対象の各画素の輝度値の中央値、各輝度値の平均値、各輝度値のうちの最大値、及び、各輝度値のうちの最小値などのうちのいずれかである。なお、均一化のときには、ノイズ等を考慮し、例えば、各輝度値のうちの、最大値等の第１基準以上の大きな値、及び／又は、最小値等の第２基準以下の小さな値を除外してから、前記の中央値、平均値、最大値、最小値を取ってもよい。

【0066】

（変形例３）
上記実施の形態における欠陥検出では、ＣＰＵ１３２は、輝度値が下がっている部分を欠陥として検出しているが、輝度値が上がっている部分を欠陥として検出してもよい。ＣＰＵ１３２は、同じ検査画像及び基準画像を用いて、２値化の基準等を代えることで複数の２値化画像を生成し、輝度値が下がっている部分と、輝度値が上がっている部分とのそれぞれを欠陥として検出するようにしてもよい。

【0067】

（変形例４）
２値化画像は、欠陥を「白」、正常部分を「黒」としてもよい。また、２値化画像を生成せずに欠陥の有無を判定してもよい。例えば、ＣＰＵ１３２は、ステップＳ１０７において、第２基準画像及び第２検査画像それぞれの同じ座標の画素の輝度値の比を取り、当該比が前記所定値未満の画素を特定し、特定した画素の集まりが所定数以上の画素数であれば、欠陥があると判定してもよい。なお、第２基準画像及び第２検査画像それぞれの同じ座標の画素の輝度値の比が前記所定値以上又は未満であるとは、当該比に係数を乗算したり加減算したりして得られる計算値が、特定値以上又は未満であることを含む。例えば、前記計算値を算出する式に、前記比の代わりに前記所定値を入れて計算した値が前記特定値であれば、結局は、前記比が前記所定値以上又は未満であるといえる。

【0068】

（変形例５）
基準画像及び検査画像から処理対象外の領域を排除しなくてもよい。つまり、ステップＳ１０５〜Ｓ１０６、Ｓ１１４〜Ｓ１１５を省略してもよい。

【0069】

（変形例６）
各明暗パターンの明部及び暗部の形状は、例えば、照明光の光軸方向（照射方向）に対して垂直な面内で、明部と暗部とが交互に（周期的に）現れる形状であればよい。例えば、照射方向に対して垂直な面内で、全ての方向に対して周期的に明部と暗部とが交互に現れる明暗パターンを使用してもよい。また、明部は、暗部よりも明るいものであればよい。明部と暗部とのうちの一方の幅（明暗パターンを動かす方向に沿った長さ）と他の幅とを異ならせてもよい。各明暗パターンは、１つの明部及び１つの暗部と、１つの明部及び２つの暗部と、２つの明部及び１つの暗部と、複数の明部と複数の明部とのうちのいずれかから構成されていればよい。なお、１つの明部及び１つの暗部の場合であっても、明暗パターンの移動により、新たな明部又は暗部が表示されることがあるので、１つの明部及び１つの暗部からなる明暗パターンも、１つの明部及び１つの暗部を一周期とする周期的な明暗パターンとする。

【0070】

（変形例７）
上記第１パターン画像２１等が示す明暗パターンと第２パターン画像２２等が示す明暗パターンとは、異なる方向に移動してもよい。第１パターン画像２１の明部２１Ａなどと第２パターン画像２２の明部２２Ａなどとは、異なる方向にそって長尺であってもよい。

【0071】

（変形例８）
ディスプレイの代わりに、明部を形成するスリットを有するマスクと、当該マスクの裏に配置されたランプとを使用してもよい。

【0072】

（変形例８）
検査対象Ｋの形状等に応じて、明暗パターンは、３つ以上の異なるパターンを有してもよい。例えば、明暗パターン画像は、互いに異なる明暗パターンをそれぞれ示す３つ以上のパターン画像からなってもよい。また、明部等の明暗パターンの移動方向（明暗が繰り返されている方向）は、複数の明暗パターンそれぞれで異なってもよい。

【0073】

（変形例９）
１つの検査対象Ｋは、複数の製品等から構成されてもよい。例えば、第１パターン画像の照明対象を検査対象Ｋのうちの１つの製品とし、第２パターン画像の照明対象を検査対象Ｋのうちの他の１つの製品としてもよい。

【0074】

（変形例１０）
欠陥検出の方法は、上記方法に限らず、適宜の方法を採用できる。例えば、明暗パターン画像１１を用いた欠陥検出と、無地画像１５を用いた欠陥検出を、１つのディスプレイ１１０により行うが、画像処理の方法（欠陥検出のアルゴリズム）は、他の方法を用いてもよい。ディスプレイ１１０を照明に用いることで、異なる態様の照明を容易に行うことができ、明暗パターン画像１１を用いた欠陥検出（縞パターンによる照明を用いた欠陥検出）と、無地画像１５を用いた欠陥検出（一様な明るさの面照明を用いた欠陥検出）とを、容易に行える。

【0075】

（変形例１１）
上記実施の形態では、明暗パターンの方を動かしているが、当該明暗パターンは、検査対象Ｋに対して相対的に移動すればよく、検査対象Ｋの方を動かしてもよい。

【0076】

（変形例１２）
明暗パターン画像１１などの明暗パターンの画像と、無地画像１５などの一様に明るい画像と、を一緒にディスプレイ１１０に表示し、それぞれの画像により、検査対象Ｋのうちの異なる領域を別々に照明してもよい。これによって、検出したい欠陥に応じた適切な照明を行える。

【0077】

（変形例１３）
無地画像１５の代わりに、多少の模様等がある画像（明暗パターン画像１１等とは異なる非明暗パターンの画像であればよい。）が用いられてもよい。このような画像であっても、所定の種類の欠陥の検出には有利に働くことがある。上記画像検査処理のように、複数種類の画像を異なるタイミングで同じ表示領域に表示して、同じ領域を照明することにより、種類の異なる欠陥の検出を精度良く検出できる。

【0078】

（本明細書が開示する構成）
以下、上記実施の形態や変形例を一例とする構成を以下に記載する。以下の構成は、少なくとも一部同士を組み合わせてもよい。なお、以下で説明する各構成が行う画像処理には、任意の他の画像処理が含まれてもよい。

【0079】

（１）検査対象の欠陥の有無を、当該検査対象を画像化した検査対象画像（例えば、差分画像Ｓ又は撮影画像Ｘ）を用いて検査する画像検査を行う画像検査装置（例えば、画像検査装置１００。なお、そのうちのコンピュータ１３０を画像検査装置として捉えてもよい。）であって、
前記検査対象画像を構成する複数の画素の輝度を第１画素群毎にその第１画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第１比較画像（例えば、各種基準画像）を生成する第１生成手段（例えば、少なくともステップＳ１０３又はＳ１１２を実行するＣＰＵ１３２）と、
前記検査対象画像を構成する前記複数の画素の輝度を前記第１画素群よりも画素数の小さい第２画素群毎にその第２画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて均一化した第２比較画像（例えば、各種検査画像）を生成する第２生成手段（例えば、少なくともステップＳ１０４又はＳ１１３を実行するＣＰＵ１３２）と、
前記第１比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、前記第２比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較し、両輝度の関係が所定基準を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する欠陥検出手段（例えば、ステップＳ１０７〜Ｓ１０８又はＳ１１６〜Ｓ１１７を実行するＣＰＵ１３２）と、
を備える画像検査装置。

【0080】

検査対象画像は、検査対象の撮像画像の他、差分画像Ｓのように複数の撮像画像に基づいて得られる画像、撮像画像に対して所定の画像処理を施した画像など、検査対象を画像化した画像であればよい。検査対象画像は、上記実施の形態では、差分画像Ｓ及び撮像画像Ｘであるが、これら画像に対して適宜の画像処理を施した後の画像であってもよい。また、第１生成手段による第１比較画像の前記生成は、均一化以外の画像処理が含まれてもよい。このことは、第２生成手段についても同じである。前記均一化以外の画像処理に、ステップＳ１０５〜Ｓ１０６又はＳ１１４〜Ｓ１１５などの処理により、処理対象外の画像を第１〜第２比較画像から排除する処理が含まれてもよい。

【0081】

（２）前記欠陥検出手段は、前記第１比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、前記第２比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、の比を同じ位置の画素同士で取り、当該比が一定基準（例えば、前記所定値未満）を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する（例えば、ステップＳ１０７〜Ｓ１０８又はＳ１１６〜Ｓ１１７を実行するＣＰＵ１３２）、
ようにしてもよい。

【0082】

（３）前記第１生成手段は、前記複数の画素の輝度を前記第１画素群毎に平均化する（例えば、ステップＳ１０３又はＳ１１２を実行するＣＰＵ１３２）、
ようにしてもよい。

【0083】

（４）前記第２生成手段は、前記複数の画素の輝度を前記第２画素群毎に平均化する（例えば、ステップＳ１０４又はＳ１１３を実行するＣＰＵ１３２）、
ようにしてもよい。

【0084】

平均化は、第１画素群又は第２画素群に含まれる各画素の各輝度の中央値又は平均値を取ることであればよい。

【0085】

（５）前記検査対象が写った複数の撮影画像であって、前記検査対象の表面に映った明暗パターンの状態が異なる複数の撮影画像を取得する取得手段（例えば、ステップＳ１０１を実行するＣＰＵ１３２）と、
前記取得手段が取得した前記複数の撮影画像における同じ位置の各画素の輝度のうち最小の輝度と最大の輝度との差を各画素の輝度とした前記検査対象画像を生成する検査対象画像生成手段（例えば、ステップＳ１０２を実行するＣＰＵ１３２）と、
をさらに備えてもよい。

【0086】

（６）前記欠陥検出手段は、前記第１比較画像の各画素のうち、輝度が一定値未満の画素群を特定し、特定した当該画素群を前記第１比較画像及び前記第２比較画像から除外し、前記画素群が除外された前記第１比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、前記画素群が除外された前記第２比較画像を構成する前記複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較する（例えば、ステップＳ１０５〜Ｓ１０６又はＳ１１４〜Ｓ１１５を実行するＣＰＵ１３２）、
ようにしてもよい。

【0087】

（７）移動する明暗パターンの画像（例えば、明暗パターン画像１１）をディスプレイに表示させることで前記検査対象を照明する第１照明制御手段（例えば、ステップＳ１０１を実行するＣＰＵ１３２）と、
非明暗パターンの画像（例えば、無地画像１５）を前記ディスプレイに表示させることで前記検査対象を照明する第２照明制御手段（例えば、ステップＳ１１１を実行するＣＰＵ１３２）と、
前記明暗パターンの画像によって照明された前記検査対象をカメラにより複数回撮影し、当該検査対象が写った複数の第１撮影画像（例えば，撮影画像１〜Ｎ）を前記カメラから得るとともに、当該複数の第１撮影画像に基づいて第１画像（例えば、差分画像Ｓ）を得る第１画像取得手段（例えば、ステップＳ１０１を実行するＣＰＵ１３２）と、
前記非明暗パターンの画像によって照明された前記検査対象を前記カメラにより撮影し、当該検査対象が写った第２撮影画像を第２画像（例えば、撮像画像Ｘ）として前記カメラから得る第２画像取得手段（例えば、ステップＳ１１１を実行するＣＰＵ１３２）と、を備え、
前記画像処理装置は、前記第１画像を前記検査対象画像として用いて検査し、かつ、前記第２画像を前記検査対象画像として用いて検査する（例えば、画像検査処理を実行するＣＰＵ１３２）、
ようにしてもよい。

【0088】

（８）上記画像処理装置の各構成要素が行う処理をコンピュータに実行させるプログラム。なお、プログラムは、ＣＤ（Compact Disc）などの各種の記憶媒体に記録されてコンピュータに提供（インストール）されてもよいし、インターネットなどのネットワークを介してコンピュータに提供（インストール）されてもよい（他のプログラムも同じ）。

【0089】

（９）検査対象の欠陥の有無を、当該検査対象を画像化した検査対象画像（例えば、差分画像Ｓ又は撮影画像Ｘ）を用いて検査する画像検査装置（例えば、画像検査装置１００。なお、そのうちのコンピュータ１３０を画像検査装置として捉えてもよい。）であって、
前記検査対象画像を構成する複数の画素の輝度を画素群毎にその画素群に含まれる各画素の輝度に基づいて値に均一化した比較画像を生成する生成手段（例えば、各種基準画像）を生成する生成手段（例えば、少なくともステップＳ１０３又はＳ１１２を実行するＣＰＵ１３２）と、
前記比較画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、前記検査対象画像を構成する複数の画素それぞれの輝度と、を同じ位置の画素同士で比較し、両輝度の関係が所定基準を満たしている画素の有無に基づいて欠陥を検出する欠陥検出手段（例えば、変形例１など）と、
を備える画像検査装置。

【0090】

検査対象画像、及び、生成手段による比較画像の前記生成などの説明は、上記（１）の検査対象画像、及び、第１生成手段による第１比較画像の前記生成などの説明に準じる。

【0091】

（１０）上記画像処理装置の各構成要素が行う処理をコンピュータに実行させるプログラム。

【0092】

（１１）第１明暗パターンにより画像検査の検査対象の第１領域（例えば、検査対象Ｋの一部）を照明するとともに、前記第１明暗パターンとは異なる第２明暗パターンにより前記検査対象の前記第１領域とは異なる第２領域（例えば、検査対象Ｋの他の一部）を照明する照明手段（例えば、明暗パターン画像２０、３０、又は４０を表示するディスプレイ１１０）と、
前記第１明暗パターンと前記第２明暗パターンとを前記検査対象に対して相対的に移動させる移動制御手段（例えば、ディスプレイ１１０に表示された表示画像を制御する（明暗パターンを移動させる）ＣＰＵ１３２）と、
を備える照明装置。

【0093】

上記照明手段は、第１明暗パターンと第２明暗パターンとをともに表示する他、３つ以上の明暗パターンを表示する構成も含む。なお、上記照明装置の機能を、ディスプレイ１１０を制御するコンピュータ１３０に実現させるプログラム（第1明暗パターン及び第２明暗パターンをディスプレイ１１０に表示させたり、移動させたりすることをコンピュータに実行させるプログラム）によって実現してもよい。

【0094】

（１２）前記照明手段は、前記第１明暗パターンの画像と前記第２明暗パターンの画像とを表示するときの表示光（前記各画像を示す表示光）により前記第１領域及び前記第２領域を照明するディスプレイ（例えば、明暗パターン画像２０、３０、又は４０を表示するディスプレイ１１０）である、
ようにしてもよい。

【0095】

（１３）前記移動制御手段は、前記第１明暗パターンと前記第２明暗パターンとを異なる速度で移動させる（例えば、図８参照）、
ようにしてもよい。

【0096】

（１４）前記第１明暗パターンと前記第２明暗パターンとは、明暗が周期的に繰り返されたパターンであり（例えば、図８、図１０参照）、
前記第１明暗パターンの明暗の繰り返しの周期は、前記第２明暗パターンの明暗の繰り返しの周期よりも大きい（例えば、図８、図１０参照）、
ようにしてもよい。

【0097】

（１５）前記第２領域の法線方向の方が前記第１領域の法線方向よりも前記照明手段の光軸に対して垂直に近い（例えば、図１０参照）、
ようにしてもよい。

【0098】

（１６）上記いずれかの照明装置（例えば、ディスプレイ１１０及びＣＰＵ１３２）と、
当該照明装置により照明された前記検査対象を複数回撮影することで、複数の撮影画像を得るカメラ（例えば、カメラ１２０）と、
前記カメラにより得られた前記複数の撮影画像に基づいて、前記第１領域と前記第２領域とについて欠陥の有無を検査する検査手段（例えば、ステップＳ１０２〜Ｓ１０８を行うＣＰＵ１３２など）と、を備える、
画像検査装置（例えば、画像検査装置１００）。

【符号の説明】

【0099】

１１ 明暗パターン画像
１１Ａ 明部
１１Ｂ 暗部
１５ 無地画像
２０、３０、４０ 明暗パターン画像
２１、３１、４１ 第１パターン画像
２２、３２、４２ 第２パターン画像
１００ 画像検査装置
１１０ ディスプレイ
１２０ カメラ
１３０ コンピュータ
１３２ ＣＰＵ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】